小发明小创造方法.

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1、小发明小创造的方法探讨小发明小创造的方法探讨 浙江大学机械工程学系 傅建中 教授 原始的创新方法 n 试错法 第一次猜测第一次猜测排错排错第第n n次猜测次猜测第第n n次排错次排错 查尔斯.固特异和他的橡胶硫化技术 试错法的典型代表，一生仅做成了这一件事。 常用的传统创新方法 n 世界上总共有约有300多种创新的技法： 头脑风暴法、形态分析法、特性列举法、缺点列举法、 希望点列举法、联想类比法、反向求索法、组合创新法、 废缺颠倒法、5W1H法、检核表法、和田12法、魔球法、 特尔斐设想法等等 以美国人奥斯本为代表开创创造学！ 创新是反复进行的思维发散与收敛过程 定义问题大脑风暴 问 题 情

2、境 真正 的 问题 创 新 方 案 方案产生 方案评价 可行 的 方案 经典创新方法TRIZ创新方法 更有效的创新过程！ 1、什么是TRIZ？ 2、TRIZ的形成与发展 3、TRIZ的核心思想 4、TRIZ的理论体系 5、TRIZ的主要内容 一、TRIZ介绍 1、什么是TZRI？ n n 发明问题解决理论发明问题解决理论 TRI是由苏联人Genrich Altshuller在1940年代创立。他审阅 世界各种专利二百五十万件，而发现 这些发明之后的规律。 n一种系统改良的方法； n一种自觉性演化的技術系统解决工程问题的方法； n一种消除工程冲突而不抵消妥协的工具； n分享无数发明家的知识与经验

3、来增加工程人员知识创造 力和解决问题技巧的方法。 TRIZ在前苏联的军事、工业、航空航天等领域均发挥了 巨大作用。被西方特工称之为“神奇点金术”。 苏联解体后，大批TRIZ研究者移居美国等西方国家， 从而促进了TRIZ在全世界的转播，使其得到了广泛应用 。 起源于前苏联，被广泛使用起源于前苏联，被广泛使用 2、TRIZ的形成与发展 n例如 通用电气：解决大型发电机中的关键技术问题； 克莱斯勒：应用TRIZ解决发动机生产过程中的技术问题获利1.5亿 美元； 罗克维尔：应用TRIZ解决刹车系统的创新设计，减少成本50%； 福特汽车：TRIZ创新产品每年带来超过10亿美金销售利润； 摩托罗拉： 19

4、93年以来美国数以百计的公司开始研究和应用： 波音引入TRIZ时间比任何人想像都早 “困扰研发小组长达数年的一些难题，经过仅数个星期的TRIZ培训，就找 到了完美的解决方案。” “TRIZ在行业的成功推广与应用迫切需要网络化的教学平台。” Don Masingale 波音公司先进技术预研项目负责人 TRIZ专家 世界知名企业：三星电子 从”技术跟随者”到”行业领跑者” 2006年, 市值突破1000亿美元 (索尼, 410亿 美元) 2005年, 品牌价值超过索尼 (达149亿美元) 2004年, 全球市场份额第一 销售额528亿美元，纯利润103亿美元 ，市值710亿美元 存贮芯片、TFT-

5、LCD、CDMA手机、显 示器、HDTV 2003年, 全球品牌价值增幅全球之首 (31%) n n TRIZTRIZ之可用是因之可用是因为经显为经显示工程人示工程人员员所所面对的面对的90%90%的的问问 题题已於其他地方被已於其他地方被解决过；解决过； n n 若我若我们们能利用此能利用此资讯资讯，则则研研发发將更加有效將更加有效； n n 主要焦主要焦点点是浮是浮现现、了解、強化、了解、強化与删除冲突；与删除冲突； n n AltshullerAltshuller已已证证明明发发明可系明可系统统化地化地导导出，而不必源自出，而不必源自 尝试错误。尝试错误。 3、TRIZ的核心思想 工具

6、创新的思维 创新的规律 S曲线 能量传递法则 协调性法则 动态性法则 子系统不均衡进化 向超系统进化 向微观型进化 提高理想度法则 创新的方法 物理矛盾 分离方法 物场模型 标准解法 知识库 技术矛盾 创新原理 小人法 金鱼法 STC算子 九屏幕法 IFR 资源 术语术语 矛盾 理想度 效应 功能 技术系统 完备性法则 功能分析 根本原因分析 算法 ARIZ 自己的算法 九步法 4、TRIZ的理论体系 5、TRIZ的主要内容 n 40条创新原理 n 技术进化系统法则 n 技术矛盾与物理矛盾 n 矛盾矩阵 n 物质场分析 n 理想性观念和标准解法 n 40个创新原理 1分割11预补偿21紧急行动

7、31多孔材料 2分离12等势性22变有害为有益32改变颜色 3局部质量13反向23反馈33同质性 4不对称14曲面化24中介物34抛弃或修复 5合并15动态化25自服务35参数变化 6多用性16 未达到或超 过的作用 26复制36状态变化 7套装17维数变化27 低成本、不耐用的 物体代替昂贵、耐 用的物体 37热膨胀 8质量补偿18振动28机械系统的替代38加速强氧化 9预加反作用19周期性作用29气压与液压结构39惰性环境 10预操作20 有效作用的 连续性 30柔性壳体或薄膜40复合材料 工程系統的進化趨勢 1.1.由由单单一一趋趋向向复数；复数； 2.2.由由整体趋整体趋向分向分割；割

8、； 3.3.由由刚刚性性趋趋向向柔软；柔软； 4.4.由由单单向向趋趋向向双双向向； 5.5.由一由一维趋维趋向多向多维；维； 6.6.由由单单一用途一用途趋趋向多用途向多用途。 技术进化系统法则 由刚性趋向柔性 电脑键盘的进化轨迹 动态动态 法则则: 技术系统向着适应性, 流动性和可操作性增加的方向发展 技术矛盾矛盾 n 技术矛盾 系统的几个元素或参数互为冲突； 为了改善技术系统的某个参数，导致该技术 系统的另一个参数发生恶化。 物理矛盾 n 存在于更基本层次的矛盾； n 对系统同一个参数有不同的要求 结实 厚 轻便 薄 厚度（桌面） 39个工程参数 1、运动物体的重量12、形状23、物质损

9、失34、可维修性 2、静止物体的重量13、结构的稳定性24、信息损失35、适应性及多用性 3、运动物体的长度14、强度25、时间损失36、装置的复杂性 4、静止物体的长度15、运动物体的作用时间26、物质或事物的数量 37、监控与测试的困难 程度 5、运动物体的面积16、静止物体的作用时间27、可靠性38、自动化程度 6、静止物体的面积17、温度28、测试精度39、生产率 7、运动物体的体积18、光照度29、制造精度 8、静止物体的体积19、运动物体的能量 30、物体外部有害因素作 用的敏感性 9、速度20、静止物体的能量31、物体产生的有害因素 10、力21、功率32、可制造性 11、应力或

10、压力22、能量损失33、可操作性 下面将对各原理进行详细介绍，并包括工程实例。 操作信号来操作几个位置的探测器。 11. 预补偿 19. 周期性作用 3） 加大一种有害因素的程度使其不再有害。 污染物中的有害成分。 29. 气动与液压结构 物体的固体零部件可用气动或液压零部件代替，将气 体或液体用于膨胀或减振。如车辆减速时由液压系统 储存能量，车辆运行时放出能量。 33. 同质性 采用相同或相似的物质制造与某物体相互作用的物 体。如为了减少化学反应，盛放物体的容器应与该物体用 相同的材料制造。 39. 惰性环境 1） 用惰性环境代替通常环境。如为了防止炙热灯丝 的失效，让其置于氩气中。 2）让

11、一个过程在真空中发生。 n吸尘器的问题？ n圆形吸尘器漂亮，但是墙边扫不干净 nTRIZ分析问题 n矛盾：圆方 nTRIZ提供的解决思路 n时间分离方法 n空间分离方法 n动态特性 经典应用实例1：三星吸尘器的改进 三星吸尘器的改进 n TRIZ提供的解决思路 l 时间分离方法 l 空间分离方法 l 动态特性 通过工具过滤 提高创新效率 n小型荧光灯的问题？ n长期使用的情况下，荧光灯往往亮度 变弱。 nTRIZ分析问题 系统存在的技术矛盾有：为了保证荧光灯亮度的 稳定性，就不得不增加水银蒸气的量；减少水银蒸气 的量，有利于环境保护，但降低了荧光灯工作的可靠 性；减少水银蒸气的量，有利于环境保

12、护，但增加了 能量的耗费。 系统存在的物理矛盾有：对水银蒸气的量同时具 有多和少的要求。 经典应用实例2：菲利普灯泡的改进 菲利普灯泡的改进 解决思路和关键步骤： 本例可以使用TRIZ矛盾矩阵和原理来分析，解决问题。 使系统性能提高的技术特性是： 1.物质的量 2.作用于物体的坏的因素 使系统性能降低的技术特性是： 1.可靠性 2.能量的浪费 3.静止物体使用的能量 菲利普灯泡的改进 这样，得到三组技术矛盾： 1. 减少水银蒸气的量（物质的量），但荧光灯工作的 可靠性降低（可靠性）。 2. 减少水银蒸气的量（物质的量），但需要耗费更多 的电能（能量的浪费）。 3. 有利于环境保护（作用于物体的

13、坏的因素），但荧 光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能量）。 菲利普灯泡的改进 对这三组技术矛盾分别运用技术矛盾解决矩阵的方法， 得到3个创新原理提示以开拓思路： 1. 减少水银蒸气的量（物质的量），但荧光灯工作的 可靠性降低（可靠性）。 由技术矛盾矩阵物质的量/可靠性得到28#创新原理提 示：机械系统的替代 2. 减少水银蒸气的量（物质的量），但需要耗费更多 的电能（能量的浪费）。 由技术矛盾矩阵物质的量/能量的浪费得到7#创 新原理提示：嵌套 3. 有利于环境保护（作用于物体的坏的因素），但荧 光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能量） 由技术矛盾矩阵作用于物体的坏的因素/静止物体 使用

14、的能量得到37#创新原理提示：热膨胀 菲利普灯泡的改进 最终结果： 在创新过程中应用了7#，28#和37#创新原理。 A 应用7#创新原理 解决方案：在真空管的里面内嵌一个玻璃囊。 B应用28#创新原理 解决方案：用高频的电磁场来打破这个玻璃囊。 C应用37#创新原理 解决方案：利用金属线和玻璃囊的热膨胀系数的不同释 放水银蒸气。 菲利普灯泡的改进 结论 ： 经过计算满足性能要求的最小剂量的水银蒸气被密 封在玻璃囊中。在玻璃囊的内壁上嵌着金属线圈。该玻 璃囊被内嵌在真空管的一端。荧光灯被制造出来后，通 过一个高频的电磁场来加热玻璃囊。由于玻璃囊和金属 线圈的热膨胀系数不一样，使得金属线圈能够切

15、断玻璃 囊，释放出水银蒸气。同一般的荧光管相比，用这种新 的制造技术，至少可以减少75%的水银含量，减少了对 环境的污染。 n扳手的问题？ 实际应用中，标准的六角形螺母常常 会因为拧紧时用力过大或者使用时间过 长、螺母的六角形外表面被腐蚀，使表 面遭到破坏。螺母被破坏后，使用普通 的传统型扳手往往不能再松动螺母，有 时甚至会使情况更加恶化，也就是说螺 母外缘的六角形在扳手作用下破坏更加 严重，扳手更加无法作用于螺母。 传统型扳手之所以会损坏螺母，其主 要原因是扳手作用在螺母上的力主要集 中于六角形螺母的某两个角上，如图所 示： 经典应用实例3：新型扳手 新型扳手 问题描述： 在拧紧或松动螺母的

16、过程中，扳手同时会损坏螺母的 六角形表面。使用扳手时用力越大，螺母损坏就会越严重 。而使得扳手作用于螺母上的力大大降低，降低了工作效 率。 在这一系统中存在的技术矛盾为：若想通过改变扳手形状 降低扳手对螺母的损坏程度，就可能会使扳手制造工艺复 杂化。 如果可以找到一种制造不是很复杂，而且又可以避免 对螺母的严重损坏的扳手，无疑是解决这一问题的最佳途 径。 菲利普灯泡的改进 这样，得到三组技术矛盾： 1. 减少水银蒸气的量（物质的量），但荧光灯工作的 可靠性降低（可靠性）。 2. 减少水银蒸气的量（物质的量），但需要耗费更多 的电能（能量的浪费）。 3. 有利于环境保护（作用于物体的坏的因素），但荧 光灯使用的能量增加了（静止物体使用的能量）。 新型扳手 解决思路和关键步骤： 在应用TRIZ解决这一问题时，我们首先必须明确判定出 存在于系统中对立的技术特性。在现有设计中，扳手在 作用